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拓扑超导

(Li0.84Fe0.16)OHFeSe的磁通涡旋束缚态的研究

发布日期:2018-12-14   

早在80多年前,物理学家埃托雷马约拉纳(Ettore Majorana)预言了一种反粒子为其自身的新奇粒子,即马约拉纳费米子。这种新奇粒子由于具有可以被用于拓扑量子计算的潜在价值,而成为当前研究的热门话题。在拓扑超导体中能产生马约拉纳费米子型的束缚态,但是由于需要材料具有大的费米能量等多种因素,实际测量过程中存在诸多困难。现在,我们在实验上取得了重要的进展。

在凝聚态物理中,马约拉纳费米子会以零能束缚态的形式被探测到,即马约拉纳零能模(Majorana zero mode)。在(Li0.84Fe0.16OHFeSe材料中,我们利用扫描隧道显微镜成功地在没有杂质钉扎的自由磁通中心探测到了奇异的马约拉纳零能模。这个材料具有本征的非平庸拓扑特性,使得我们在超导FeSe层中不需要再引入其他的杂质即可探测到干净的马约拉纳零能模,这也是相比之前工作的重要突破。

我们的工作为研究马约拉纳零能模的相关特性构建了一个理想的平台,如:研究它们的操纵、构建以马约拉纳零能模为基础的量子比特等等。所有这些为进一步理解和实现马约拉纳零能模的应用提供了良好的契机。该成果已发表在Phys. Rev. X 8, 041056, 2018